TWI414823B - 立體顯示器及其製作方法以及控制方法 - Google Patents

Description

立體顯示器及其製作方法以及控制方法

本發明是有關於一種顯示器及其製作方法以及控制方法，且特別是有關於一種可對顯示面板提供對應相位延遲量的立體顯示器及其製作方法以及控制方法。

隨著科技的進步與發達，人們對於物質生活以及精神層面的享受一向都只有增加而從未減少。以精神層面而言，在這科技日新月異的年代，人們希望能夠藉由顯示裝置來實現天馬行空的想像力，以達到身歷其境的效果；因此，如何使顯示裝置呈現立體的圖像或影像，便成為現今顯示裝置技術亟欲達到的目標。

就使用外觀而言，立體顯示技術可大致分成觀察者需戴特殊設計眼鏡觀看的戴眼鏡式(stereoscopic)以及直接裸眼觀看的裸眼式(auto－stereoscopic)。戴眼鏡式立體顯示可分為濾光眼鏡(color filter glasses)、偏光眼鏡(polarizing glasses)以及快門眼鏡(shutter glasses)等方式。戴眼鏡式立體顯示的工作原理主要是利用顯示器送出具有特殊訊息的左右眼影像，經由頭戴式眼鏡的選擇，讓左右眼分別看到左右眼影像，以形成立體視覺。

圖1為搭配偏光眼鏡使用的立體顯示器的顯示機制示意圖。請參閱圖1，立體顯示器100適於讓觀察者在配戴偏光眼鏡110時觀看，偏光眼鏡110具有偏振方向分別為D1和D2的兩個線偏鏡片(linear polarized eyeglass)，而立 體顯示器100包括單一顯示面板120以及圖案化半波片130，且圖案化半波片130配置於顯示面板120與偏光眼鏡110之間。如圖1所示，顯示面板120具有多個呈陣列排列的畫素，且顯示面板120上奇數列與偶數列的畫素分別呈現右眼畫面R以及左眼畫面L，如圖1中的畫面F1所示。此外，顯示面板120具有偏光板140，且偏光板140的光軸之延伸方向平行於偏振D1，使得顯示面板120適於顯示偏振方向為D1的線偏影像。圖案化半波片130包括多個條狀圖案B，各條狀圖案B適於提供一相位延遲，相位延遲可以使得偏振方向為D1的線偏影像轉為偏振方向為D2的線偏影像。各該條狀圖案B分別對應奇數列畫素中的一列畫素，使得位於奇數列畫素所呈現的影像經過條狀圖案B後，呈現偏振方向為D2的線偏右眼畫面R，如圖1中的畫面F2所示。當觀察者配戴偏光眼鏡110觀看立體顯示器100時，透過不同偏極特性的線偏鏡片，可以讓左右眼分別看到偏振方向為D1的左眼畫面L以及偏振方向為D2的右眼畫面R，以形成立體視覺。

值得注意的是，對於立體顯示器而言，依其顯示機制又可分成時間多工(time－multiplexed)及空間多工(spatial－multiplexed)的方式。其中，時間多工方式主要是利用特殊設計的分光機制，將左右眼影像連續地個別送到左右眼，以達到立體顯示效果。然而，時間多工通常容易使得影像發生閃爍的現象。

空間多工方式則是將顯示畫面間隔地劃分為左右眼影 像顯示區域，如前述圖1所示之立體顯示器，同時將影像分別投向左右眼，以達到立體效果。然而，空間多工雖然不易產生閃爍的現象，但對於觀察者而言，在配戴偏光眼鏡觀看立體影像時，其所觀看的立體影像之解析度減半，影響觀察者所看到之立體影像的顯示品質不佳。因此，如何使立體顯示器在不產生閃爍的情況下維持解析度，將是立體顯示器發展的一項重點。

本發明提供一種立體顯示器，其可維持立體影像的解析度，並避免閃爍的現象。

本發明提供一種立體顯示器的製作方法，在顯示面板上形成可提供相位延遲量的液晶相位調變面板，使得觀察者配戴眼鏡後，可由左右眼分別看到獨立的影像。

本發明提供一種立體顯示器的控制方法，其可維持立體影像的解析度，並避免閃爍的現象。

本發明提出一種立體顯示器，適於讓觀察者在配戴眼鏡時觀看，眼鏡具有二偏極方向正交的鏡片，而立體顯示器包括顯示面板以及液晶相位調變面板。顯示面板具有多個呈陣列排列之畫素以及偏光板，其中偏光板位於畫素與眼鏡之間，且偏光板具有穿透軸，顯示面板適於顯示一影像。液晶相位調變面板配置於顯示面板與眼鏡之間，液晶相位調變面板具有液晶層以及鄰近顯示面板的配向層，其中配向層之配向方向與穿透軸之間的夾角實質上為n×45度，n之絕對值為整數，液晶相位調變面板適於提供相位 延遲量，且液晶相位調變面板調整影像的相位而輸出具有立體資訊的影像，而液晶相位調變面板不具有任何偏光板。

本發明提出一種立體顯示器的製作方法，此立體顯示器的製作方法包括下列步驟。首先，提供一顯示面板，而顯示面板具有多個呈陣列排列之畫素以及偏光板，偏光板具有穿透軸，且顯示面板適於顯示一影像。之後，提供一配置顯示面板上的液晶相位調變面板，液晶相位調變面板位於偏光板與眼鏡之間，液晶相位調變面板具有液晶層以及鄰近顯示面板的配向層，其中配向層之配向方向與穿透軸之間的夾角實質上n×45度，n之絕對值為整數，液晶相位調變面板適於提供相位延遲量，且液晶相位調變面板調整影像的相位而輸出一具有立體資訊的影像，而液晶相位調變面板不具有任何偏光板。

本發明提出一種立體顯示器的控制方法，適於讓觀察者在配戴眼鏡時觀看到立體影像，其中眼鏡具有二偏極特性不同的圓偏鏡片，而立體顯示器的控制方法包括下列步驟。首先，提供一顯示面板，此顯示面板具有多個呈陣列排列之畫素以及位於畫素與眼鏡之間的偏光板，偏光板具有穿透軸，顯示面板適於顯示一影像。之後，提供液晶相位調變面板，其配置於顯示面板與眼鏡之間，液晶相位調變面板具有液晶層以及鄰近顯示面板的配向層。配向層之配向方向與穿透軸之間的夾角實質上n×45度，n之絕對值為整數。接著，驅動液晶相位調變面板，使得液晶相位調變面板依據顯示面板所顯示之影像提供一相位延遲量，且 液晶相位調變面板調整影像的相位而輸出具有立體資訊的影像，而液晶相位調變面板不具有任何偏光板。

基於上述，本發明之立體顯示器具有一用以顯示影像的顯示面板，此其中顯示面板可控制影像的亮度表現，並且立體顯示器具有可以控制影像之相位延遲量的液晶相位調變面板，使得液晶相位調變面板所提供的相位差可以將顯示面板所提供的影像轉變成具有立體資訊的影像，讓觀察者透過具有二偏極方向正交之鏡片的眼鏡觀看立體顯示器時，觀察到保持原有解析度的立體影像。在部分實施例中，立體顯示器更包括四分之一波片、半波片或其組合，經由上述相位差板可以增加立體顯示器的視角，進一步提高影像的顯示品質。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例

圖2為本發明之一實施例的立體顯示器示意圖。請參照圖2，立體顯示器200適於讓觀察者在配戴眼鏡210時觀看，其中眼鏡210具有二偏極方向正交的鏡片212，以使得光線經過二鏡片212後，形成偏振方向相互垂直的二偏極光。舉例而言，眼鏡210可以是二偏振方向不同的圓偏鏡片212，光線經過二鏡片212之後分別轉變成左旋偏極光以及右旋偏極光。此外，立體顯示器200包括顯示面 板220以及液晶相位調變面板230。顯示面板220具有多個呈陣列排列之畫素222以及偏光板224，其中，每個畫素222至少包含一訊號線(未標示)、至少一電性連接至訊號線之主動元件(未標示)與至少一電性連接至主動元件之電容(未標示)，該訊號線包含掃描線(未標示)及資料線(未標示)，偏光板224位於畫素222與眼鏡210之間，而偏光板224具有延伸方向為D1的穿透軸224A，以讓光線通過該偏光板224後的偏振方向會趨向於穿透軸224A。並且，此顯示面板220適於顯示一影像I1，較佳地，影像I1所包含要提供左右眼的資訊比例實質上不相同，但本發明不限於此。如圖2所示，在本實施例中，顯示面板220，較佳地，還可以選擇性地包括遠離位於畫素222的另一偏光板224’。另外，液晶相位調變面板230位於顯示面板220與眼鏡210之間。

請參照圖2，顯示面板220中具有多個呈陣列排列之畫素222，其中畫素222可以經由輸入不同的資料電壓來控制各畫素222所顯示的亮度，進而呈現影像I1。在本實施例中，顯示面板220所顯示的影像I1是以線偏影像為例做說明，但不以此為限。詳言之，位於液晶相位調變面板230以及畫素222之間的偏光板224具有一延伸方向為D1的穿透軸224A，在本實施例中，畫素所顯示的影像I1在通過偏光板224之後，影像I1的偏振方向會趨向穿透軸224A，而使得顯示面板220顯示一偏振方向為D1的線偏影像I1。此外，如圖2所示，在本實施例中，顯示面板220 中的畫素222例如是由一主動元件陣列基板226、一彩色濾光基板228以及一位於二者之間的液晶層229所構成，但不限於此，亦可使用其它合適的顯示面板。在其它實施例中，彩色濾光基板228中之彩色濾光層(未標示)，亦可設置於主動元件陣列基板226上。

請繼續參照圖2，液晶相位調變面板230具有液晶層232以及鄰近顯示面板220的配向層234，其中配向層234之配向方向234A與穿透軸224A之間的夾角θ實質上為n×45度，n之絕對值為整數，較佳地，n為大於0之絕對值。舉例而言，配向層234之配向方向234A與穿透軸224A之間的夾角θ例如實質上為45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度或其它依此規則之合適的角度，其中此夾角θ較佳的是45度、135度、225度以上，亦即45度＋m×90度，且m之絕對值為整數，但不限於此。值得一提的是，配向層234之配向方向234A與穿透軸224A之間的夾角θ實質上45度、135度、225度以上時，可以使得光線通過配向層234與穿透軸224A之後轉為左旋圓偏振光或右旋圓偏振光，進一步增進立體顯示器200的光學效果。

值得注意的是，本發明之立體顯示器200是藉由液晶相位調變面板230來調整影像I1的相位，而輸出具有立體資訊的影像I2，使得觀察者透過眼鏡210而觀察到解析度與顯示面板220相同的立體影像I3。詳言之，在本實施例中，液晶相位調變面板230可以劃分為多個對應顯示面板 220之畫素222的調變區域236，各調變區域236可以改變對應畫素222區域所顯示影像I1之相位，將其轉變成具有立體資訊的影像I2，讓觀察者之左眼與右眼透過偏振方向不同的鏡片212觀看時可以看到立體影像I3。進一步來說，各畫素222所顯示之影像I1經由對應之調變區域236改變相位後，可以形成具有立體資訊的影像I2，而此一具有立體資訊的影像I2經由偏極化方向不同的二鏡片212後，可讓觀察者的左右眼分別觀察到兩個獨立的影像I2R、I2L，進而構成立體影像I3，由於每一畫素所呈現的具有立體資訊的影像I2皆可以分別讓觀察者的左右眼判讀而分別呈現左眼影像I2L以及右眼影像I2R，因此本發明之立體顯示器200所顯示的立體影像I3並不會使解析度下降。

值得一提的是，液晶相位調變面板230中的調變區域236可以具有相同的相位延遲量，當然，液晶相位調變面板230中的調變區域236也可以分別具有不同的相位延遲量，端視產品所欲呈現之立體影像I3的效果而定，本發明不以此為限。

此外，液晶相位調變面板230的組成構件可以是與顯示面板220相同，但不具有任何偏光板224，且必需具備液晶層。在本實施例中，液晶相位調變面板230主要是液晶層232、至少一配向層234以及位於液晶層232兩側分別具有電極的二基板237、238所構成，其中二基板237、238上的電極可以分別是由一共通電極(未繪示)以及一與 主動元件電性連接的畫素電極(未繪示)所構成，但不以此為限。其中，至少一配向膜234配置於基板238上為例。於其它實施例時，至少一配向膜234可配置於基板237上或者是配向膜234同時配置於二基板237、238上。但必需說明是，液晶相位調變面板230中，較佳地，不具有任何彩色濾光層(未標示)於上述二基板237、278其中一者上，以防止光線到達眼鏡210之通量過低。但，於其它實施例中，為了不讓生產線過於複雜或光線到達眼鏡210之通量不會影響觀看者之感覺時，仍可將彩色濾光層(未標示)配置於上述二基板237、278其中一者上。

更詳細而言，當施加一電壓差V於液晶層229兩側的二電極時，液晶層232中的液晶分子依據電壓差大小而作不同程度的旋轉，並且利用液晶分子的光學異向性質(optical anisotropic)，使得液晶相位調變面板230可以藉由液晶分子之旋轉程度來控制光線通過該區域的相位，有關液晶層232中液晶分子旋轉程度將於圖3、圖4A與圖4B詳細說明。換言之，顯示面板220所顯示的影像I1經由液晶相位調變面板230調整相位後，影像I1會轉變成一具有立體資訊的影像I2。當觀察者透過具有不同偏極方向的二鏡片212觀看此具有立體資訊的影像I2時，觀察者的左右眼可以分別觀看到偏極化方向不同的左眼影像I2L以及右眼影像I2R。

為了清楚說明經由液晶相位調變面板230後所提供之具有立體資訊的影像I2，可以讓觀察者透過上述眼鏡210 觀察到立體影像I3，以下針對液晶相位調變面板230以及眼鏡210之間的相位調變機制進行說明。

圖3為液晶相位調變面板之電壓與影像穿透率的關係圖，而圖4A與圖4B分別為圖3中不同電壓操作區域的顯示機制示意圖，其中影像穿透率曲線L以及影像穿透率曲線R分別為經過不同偏振方向之二鏡片212後所量測的穿透率，而其它相關設計描述，請詳查圖2之描述，在此不再贅言。請同時參照圖3、圖4A與圖4B，在本實施例中，顯示面板220所顯示的影像I1例如是線偏影像，而液晶相位調變面板230在各調變區域236中所提供的相位延遲量可以使各畫素222顯示之線偏影像在進入二鏡片212前分別轉成各個具有立體資訊的影像I2，在本實施例中，觀察者之左右眼所對應配戴之鏡片212例如分別為左旋圓偏鏡片212L以及右旋圓偏鏡片212R。如圖3所示，具有立體資訊的影像I2可以經由調整個別調變區域236之電壓來控制影像I2投射至左右眼的亮度比例。

更詳細而言，請同時參照圖3與圖4A，當施加於液晶相位調變面板230中之液晶層232兩側的電壓差V調整至A時，液晶相位調變面板230所提供的相位延遲量例如為λ/4，而λ/4的相位延遲量將使影像I1經過液晶相位調變面板230後成為偏極方向為左旋之具有立體資訊的影像I2，如圖4A所示，由於此左旋圓偏影像僅能通過左旋圓偏鏡片212L而無法通過右旋圓偏鏡片212R，因此對於配戴眼鏡210的觀察者而言，其左眼可以觀察到為影像I2L， 並且影像I2L具有自液晶相位調變面板230出射影像I2的整體亮度，而其右眼無法看到該區域所顯示的影像。

另一方面，請同時參照圖3與圖4B，當液晶相位調變面板230中施加於液晶層232兩側的電壓差V調整至B時，液晶相位調變面板230所提供的相位延遲量例如為3λ/4，而3λ/4的相位延遲量將使影像I1經過液晶相位調變面板230後成為偏極方向為右旋之具有立體資訊的影像I2，如圖4B所示，由於此右旋圓偏影像I2R僅能通過右旋圓偏鏡片212R而無法通過左旋圓偏鏡片212L，因此對於配戴眼鏡210的觀察者而言，其右眼可以觀察到為影像I2R，並且影像I2R具有自液晶相位調變面板230出射影像I2的整體亮度，而其左眼無法看到該區域所顯示的影像。

基於上述，藉由將液晶相位調變面板230的電壓控制於A區到B區之間的任一電壓或者是A區到C區之間的任一電壓時，可以任意調變顯示區域的相位延遲量，進而達成讓觀察者在同一顯示區域內看到不同獨立影像I2L、I2R的目的，其如圖2所示。換句話說，當顯示面板220所顯示的影像I1為線偏影像時，液晶相位調變面板230中液晶層232所能提供的最大值相位延遲量(△nd)_max 滿足下列關係式：(△nd)_max ≧3λ /4，其中△n為液晶的折射率之絕對差值，d為液晶層232的厚度，而λ 為波長。如此，顯示面板220所顯示的線偏影像可以藉由液晶相位調變面板230而轉為圓偏影像。並且，藉由控制施加於液晶相位調變面板230中液晶層232兩側的電壓差V可以任意且可 連續地改變各畫素222所顯示影像I1的相位，而讓觀察者的左右眼依據不同偏極化的鏡片212而分別觀察到相位不同的獨立影像I2R、I2L。

總和來說，本發明所提出之立體顯示器的一種控制方法包括下列步驟。首先，提供一顯示面板220，此顯示面板的構件如前述，並令顯示面板220顯示一影像I。之後，於顯示面板220與眼鏡210之間提供一具有如圖2所述構件之液晶相位調變面板230。接著，驅動液晶相位調變面板230，使得液晶相位調變面板230依據顯示面板220所顯示之影像I1提供一相位延遲量。更具體而言，如前述圖3所示，依據液晶種類以及液晶層229厚度，將施加於液晶相位調變面板230中之液晶層229的電壓操作在特定的電壓區間(如圖3中的AC區間或是AB區間)，使得液晶相位調變面板230因應畫素222而提供不同的相位延遲量，藉以調整顯示面板220所顯示之影像I1的相位而輸出具有立體資訊的影像I2。在本實施例中，若使用者不戴著眼鏡210要查看二維影像時，則液晶相位調變面板230如何的做動，即不通入任何電壓或通入任何電壓，就仍依據顯示面板220所顯示二維資訊為依據，此時，使用者所查看的影像就為二維影像。換句話說，不受液晶相位調變面板230分配給左右眼資訊比例的影響。若使用者仍戴著眼鏡210要查看二維影像時，則液晶相位調變面板230分配給左右眼資訊比例要實質上呈現相同的比例關係，此時的顯示面板230所提供的二維影像，意即要提供左右眼的資訊比例 實質上相同，再經過液晶相位調變面板230分配給左右眼資訊比例實質上相同的比例關係，則到達使用者的左右眼的資訊比例實質上相同，此時使用者所查看到的影像仍為二維影像。

當然，液晶相位調變面板230中液晶層232的設計是可以因應顯示面板220實際需求而調變。在另一層面的應用中，當顯示面板220所顯示的影像I1為圓偏影像時，相位延遲量的最大值(△nd)_max 例如滿足下列關係式：(△nd)_max ≧λ /2，其中△n為液晶的折射率之絕對差值，d為液晶層229的厚度，而λ 為波長。換言之，液晶層232的厚度可以隨著選用不同的液晶種類而變。並且承前述，施加於液晶相位調變面板230的操作電壓可以在A到B的區間或者是A到C的區間操作，藉以改變各畫素222所顯示影像I1的相位，而讓觀察者的左右眼依據不同偏極化的鏡片212而分別觀察到相位不同的獨立影像。

基於上述，顯示面板220用以控制顯示影像I1的強度，而液晶相位調變面板230主要用以控制對應影像I1的相位而輸出具有立體資訊影像I2，二者相互搭配可以使得觀察者在透過具有不同偏極方向鏡片212之眼鏡210觀看立體顯示器時，觀察到立體影像I3。換句話說，本發明之立體顯示器200主要是利用改變光學的相位來達到立體顯示的目的，並不是如習知技術之利用時間分工方式或空間分工方式來產生立體影像I3，因此，觀察者透過偏極方向不同的圓偏鏡片觀看本發明之立體顯示器200時，可以觀 看到解析度不會下降的立體影像，並可以避免習知之立體顯示器的閃爍問題，提升立體影像的顯示品質。

基於進一步提升立體顯示器之顯示效果的考量，設計者可於立體顯示器的適當位置中適時加入半波片或四分之一波片等光學膜片，藉以提昇立體顯示器的光學性質，進而避免立體影像I3產生色偏現象。詳言之，圖5為本發明之一實施例的立體顯示器示意圖，其中圖5中的構件與圖2類似，相同構件不再贅述。請參照圖5，鏡片212例如為圓偏眼鏡，其主要是由偏光板212P以及至少一四分之一波片310所構成。此外，液晶相位調變面板230還可以包括至少一半波片320，其中至少一半波片320可以配置於液晶相位調變面板230內部而構成至少一內半波片320A(inner half-wave plate)，換言之，此至少一內半波片320A可以選擇性地配置於圖5中的P2位置及/或者是P3位置。當然，液晶相位調變面板230也可以具有配置於液晶相位調變面板230之外表面上的至少一外半波片320B(outer half-wave plate)，其中至少一外半波片320B可以選擇性地配置於圖5中的P1位置及/或者是P4位置。藉由上述光學膜片的搭配，可以抑制立體影像I3產生色偏現象。

此外，請繼續參照圖5，構成鏡片212也可以是線偏鏡片，其主要是在偏光板224以及四分之一波片310上再配置半波片320，因而構成一線偏鏡片，並且此二鏡片212的偏振方向相互正交，其中鏡片212上的至少一半波片320 可以選擇性地配置於圖5中的P5位置、P6位置、或上述二個位置，本發明並不以此為限。在此種線偏眼鏡210的架構中，液晶相位調變面板230同樣還可以搭配內半波片320A或者外半波片320B的至少其中之一使用，其中至少一內半波片320A配置於液晶相位調變面板230的內部，且其設置位置可以是圖5中的P2位置或者是P3位置，而至少一外半波片320B配置於液晶相位調變面板230之外表面上，且其設置位置可以是圖5中的P1位置或者是P4位置。也就是說，至少一半波片320亦可配置於P2位置與P1位置、P1與P3位置、P4與P3位置、P4與P2位置。於其它實施例中，同時配置二片及以上之半波片320於P1、P2、P3或P4位置。換言之，有二個或二個以上之半波片配置於液晶相位調變面板230與眼鏡210其中至少一者上。如此一來，立體顯示器所提供之立體影像I3可以抑制色偏現象的產生。

值得一提的是，上述半波片320以及四分之一波片310等相位差板的配置位置可以任意地調配。詳細而言，圖6為本發明一實施例之相位差板在液晶相位調變面板或眼鏡上的多種配置示意圖，其中A、B、C、D、E、F分別為不同型態的相位差板配置示意圖，且在本實施例中，相位差板可視為四分之一波片310與半波片320的其中之一或上述的任一組合。請參照圖6，在型態A以及型態F的立體顯示器中，鏡片212上同時搭配四分之一波片310以及半波片320，只是四分之一波片310與半波片320的設置位 置不同，型態A中的四分之一波片310配置於鏡片212之偏光板212P以及半波片320之間，而型態F中的半波片320配置於鏡片212之偏光板212P以及四分之一波片310之間。在型態B以及型態E的立體顯示器中，鏡片212上僅具有四分之一波片310，且於液晶相位調變面板230的內部設置內半波片320A，其中型態B與型態E中的內半波片320A設置位置不同，型態B中的內半波片320A設置於鄰近眼鏡210之基板以及液晶層232之間，而型態E中的內半波片320A設置於鄰近顯示面板220之基板以及液晶層232之間。

請繼續參照圖6，在型態C以及型態D的立體顯示器中，鏡片212上僅具有四分之一波片310，且於液晶相位調變面板230的外表面上設置外半波片320B，其中型態C與型態D中的外半波片320B所設置的位置不同，型態C中的外半波片320B設置於鄰近眼鏡210之基板237的外表面上，而型態D中的外半波片320B設置於鄰近顯示面板220之基板238的外表面上。另外，必需說明的是，圖6所述之實施方式，除了使用二個半波片與一個四分之一波片外，亦可再運用另一個四分之一波片，而圖6所述之所述之位置。也就是說同時具有二個或二個以上四分之一波片與二個或二個以上半波片，則色偏情況就更減少。換言之，有二個或二個以上之半波片與二個或二個以上四分之一波片配置於液晶相位調變面板230與眼鏡210其中至少一者上。

下文以圖2所繪示之一種立體顯示器200為例，在此更提出一種立體顯示器的製作方法，請參照圖2與圖7A~圖7B，下文將一併說明，其中圖7A~圖7B為本發明之一種立體顯示器的製作流程圖。

如圖7A所示，先提供一顯示面板220，其中顯示面板220具有多個呈陣列排列之畫素222以及偏光板224，而偏光板224具有穿透軸224A，且顯示面板220適於顯示一影像I1。舉例而言，顯示面板220可以是具有偏光板224的液晶顯示面板、具有偏光板224的有機電激發光顯示面板、具有偏光板224的電漿顯示面板或電濕潤顯示面板，在本實施例中是以液晶顯示面板為例說明，其中液晶顯示面板220例如是由主動元件陣列基板226、彩色濾光基板228以及位於二者之間的液晶層229所構成。

之後，如圖7B所示，提供一配置顯示面板220上的液晶相位調變面板230，其中液晶相位調變面板230位於偏光板224與眼鏡210之間，液晶相位調變面板230具有液晶層232以及鄰近顯示面板220的配向層234，其中配向層234之配向方向234A與穿透軸224A之間的夾角θ實質上n×45度，n之絕對值為整數，較佳地，n為大於0之絕對值。液晶相位調變面板230適於提供相位延遲量，且液晶相位調變面板230調整影像I1的相位而輸出一具有立體資訊的影像I2，而液晶相位調變面板230不具有任何偏光板。至此，大致完成立體顯示器200的製作，使用者在配戴一具有二偏極方向正交的鏡片212的眼鏡210觀看此 立體顯示器200，即可看到解析度與顯示面板220相同的立體影像I3。另外，其它半波片及/或四分之一片之數目及/或配置位置，可查看上面之描述。

此外，以上述實施例而言，顯示面板220相位調變面板230例如是具有偏光板224的液晶顯示面板，更詳細而言，液晶顯示面板包含垂直配向型(VA)顯示面板、水平切換型(IPS)顯示面板、多域垂直配向型(MVA)顯示面板、扭曲向列型(TN)顯示面板、超扭曲向列型(STN)顯示面板、圖案垂直配向型(PVA)顯示面板、超級圖案垂直配向型(S－PVA)顯示面板、先進大視角型(ASV)顯示面板、邊緣電場切換型(FFS)顯示面板、連續焰火狀排列型(CPA)顯示面板、軸對稱排列微胞型(ASM)顯示面板、光學補償彎曲排列型(OCB)顯示面板、超級水平切換型(S－IPS)顯示面板、先進超級水平切換型(AS－IPS)顯示面板、極端邊緣電場切換型(UFFS)顯示面板、高分子穩定配向型顯示面板、雙視角型(dual－view)顯示面板、三視角型(triple－view)顯示面板。另外，相位調變面板230亦適用於上述之種類之面板，但不包含偏光板。

綜上所述，本發明之立體顯示器及其製作方法以及控制方法至少具有以下所述之優點的全部或一部份：1.本發明之液晶相位調變面板可分別在不同區域提供不同的相位延遲量，並且對於顯示面板的各畫素而言，液晶相位調變面板所提供之相位延遲量為可連續變 化，使得觀察者透過二偏極方向正交之鏡片觀察時，可以看到維持原有解析度的立體影像。

2.本發明之立體顯示器主要是利用改變光學的相位來達到立體顯示的目的，而不會發生習知之利用時間分工方式來產生立體影像時所造成的閃爍問題。

3.本發明之立體顯示器在部分實施例中更可包括四分之一波片、半波片或其組合，經由上述相位差板可以提昇立體顯示器的光學性質，降低色偏現象，進一步提高立體影像的顯示品質。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧立體顯示器

110、210‧‧‧眼鏡

120、220‧‧‧顯示面板

130‧‧‧圖案化半波片

140、212P、224、224’‧‧‧偏光板

212、212L、212R‧‧‧鏡片

222‧‧‧畫素

224A‧‧‧穿透軸

226‧‧‧主動元件陣列基板

228‧‧‧彩色濾光基板

229、232‧‧‧液晶層

230‧‧‧液晶相位調變面板

234‧‧‧配向層

234A‧‧‧配向方向

236‧‧‧調變區域

237、238‧‧‧基板

310‧‧‧四分之一波片

320‧‧‧半波片

320A‧‧‧內半波片

320B‧‧‧外半波片

B‧‧‧條狀圖案

D1、D2‧‧‧方向

F1‧‧‧畫面

I1、I2R、I2L‧‧‧影像

I2‧‧‧具有立體資訊的影像

I3‧‧‧立體影像

L‧‧‧左眼畫面

P1、P2、P3、P4、P5、P 6‧‧‧位置

R‧‧‧右眼畫面

θ‧‧‧夾角

圖1為搭配偏光眼鏡使用的立體顯示器的顯示機制示意圖。

圖2為本發明之一實施例的立體顯示器示意圖。

圖3為液晶相位調變面板之電壓與影像穿透率的關係圖。

圖4A與圖4B分別為圖3中不同電壓操作區域的顯示機制示意圖。

圖5為本發明之一實施例的立體顯示器示意圖。

圖6為本發明一實施例之相位差板在液晶相位調變面 板或眼鏡上的多種配置示意圖

圖7A~圖7B為本發明之一種立體顯示器的製作流程圖。

200‧‧‧立體顯示器

210‧‧‧眼鏡

212‧‧‧鏡片

220‧‧‧顯示面板

222‧‧‧畫素

224、224’‧‧‧偏光板

224A‧‧‧穿透軸

226‧‧‧主動元件陣列基板

228‧‧‧彩色濾光基板

229、232‧‧‧液晶層

230‧‧‧液晶相位調變面板

234‧‧‧配向層

234A‧‧‧配向方向

236‧‧‧調變區域

237、238‧‧‧基板

D1‧‧‧方向

I1、I2R、I2L‧‧‧影像

I2‧‧‧具有立體資訊的影像

I3‧‧‧立體影像

θ‧‧‧夾角

Claims (13)

1. 一種立體顯示器，適於讓一觀察者在配戴一眼鏡時觀看，該眼鏡具有二偏極方向正交的鏡片，而該立體顯示器包括：一顯示面板，具有多個呈陣列排列之畫素以及一偏光板，其中該偏光板位於畫素與該眼鏡之間，且該偏光板具有一穿透軸，該顯示面板適於顯示一影像；以及一液晶相位調變面板，配置於該顯示面板與該眼鏡之間，該液晶相位調變面板具有一液晶層以及一鄰近該顯示面板的配向層，其中該配向層之配向方向與該穿透軸之間的夾角實質上為n×45度，n之絕對值為整數，該液晶相位調變面板適於提供一相位延遲量，且該液晶相位調變面板調整該影像的相位而輸出一具有立體資訊的影像，而該液晶相位調變面板不具有任何偏光板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該顯示面板適於顯示一線偏影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述之立體顯示器，其中該相位延遲量的最大值(△nd)_max 滿足下列關係式：(△nd)_max ≧3λ /4，其中△n為液晶的折射率之絕對差值，d為液晶層的厚度，而λ 為波長。
4. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該顯示面板適於顯示一圓偏影像。
5. 如申請專利範圍第4項所述之立體顯示器，其中該相位延遲量的最大值(△nd)_max 滿足下列關係式： (△nd)_max ≧λ/2，其中△n為液晶的折射率之絕對差值，d為液晶層的厚度，而λ為波長。
6. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中具有二偏極方向正交的鏡片包含至少一四分之一波片。
7. 如申請專利範圍第6項所述之立體顯示器，其中該液晶相位調變面板具有一內半波片(inner half-wave plate)，配置於該液晶相位調變面板內部。
8. 如申請專利範圍第6項所述之立體顯示器，其中該液晶相位調變面板具有一外半波片(outer half-wave plate)，配置於該液晶相位調變面板之外表面上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中具有二偏極方向正交的該些鏡片包括一四分之一波片以及一半波片。
10. 如申請專利範圍第9項所述之立體顯示器，其中該液晶相位調變面板具有一內半波片及一外半波片其中至少之一，其中該內半波片與該外半波片分別配置於該液晶相位調變面板內部與該液晶相位調變面板之外表面其中至少一者之上。
11. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該液晶相位調變面板劃分為多個對應畫素的調變區域，調變區域分別具有不同的相位延遲量。
12. 一種立體顯示器的製作方法，包括：提供一顯示面板，該顯示面板具有多個呈陣列排列之畫素以及一偏光板，該偏光板的具有一穿透軸，且該顯示 面板適於顯示一影像；以及提供一液晶相位調變面板，配置該顯示面板上且位於該偏光板與該眼鏡之間，該液晶相位調變面板具有一液晶層以及一鄰近該顯示面板的配向層，其中該配向層之配向方向與該穿透軸之間的夾角實質上n×45度，n之絕對值為整數，該液晶相位調變面板適於提供一相位延遲量，且該液晶相位調變面板調整該影像的相位而輸出一具有立體資訊的影像，而該液晶相位調變面板不具有任何偏光板。
13. 一種立體顯示器的控制方法，適於讓一觀察者在配戴一眼鏡時觀看到立體影像，其中該眼鏡具有二偏極特性不同的圓偏鏡片，而該立體顯示器的控制方法包括：提供一顯示面板，其中該顯示面板具有多個呈陣列排列之畫素以及一偏光板，其中該偏光板位於畫素與該眼鏡之間，且該偏光板具有一穿透軸，該顯示面板適於顯示一影像；提供一液晶相位調變面板，配置於該顯示面板與該眼鏡之間，該液晶相位調變面板具有一液晶層以及一鄰近該顯示面板的配向層，其中該配向層之配向方向與該穿透軸之間的夾角實質上n×45度，n之絕對值為整數；以及驅動該液晶相位調變面板，使得該液晶相位調變面板依據該顯示面板所顯示之該影像提供一相位延遲量，且該液晶相位調變面板調整該影像的相位而輸出該具有立體資訊的影像，而該液晶相位調變面板不具有任何偏光板。